CN103426896A - 有机发光二极管显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种有机发光二极管显示装置，包括：一第一基板、一第二基板、一第一微结构层、一第二微结构层以及一有机发光二极管。第二基板面对第一基板。有机发光二极管设置于第二基板上。第一微结构层位于第一、二基板之间且包括多个第一突起相对于该第一基板的外围区。第二微结构层包括多个第二突起，其中第二突起与第一突起交错排列。
Description
技术领域
本发明是有关于一种有机发光二极管显示装置，且特别是有关于一种水氧穿透速率(Water/Oxygen Vapor Transmission Rate,WVTR/OTR)较低的有机发光二极管显示装置。
背景技术
有机发光二极管是一种可将电能转换成光能的半导体元件，其具有高转换效率、自发光、结构超薄、高亮度、高发光效率、高对比、响应时间(response time)短(可到达数微秒之内)、超广视角、低功率消耗、可操作温度范围大，以及面板可挠曲(flexible)等优点。因此经常被应用于许多的电子产品上。
然而，水气以及氧气会使有机发光二极管的元件可靠度降低，因此在制造有机发光二极管显示装置时，必须对有机发光二极管显示装置进行进一步的封装以隔绝氧气与水气。请参照图1，图1显示已知技术中有机发光二极管显示装置的封装方法。为了防止外部的环境物质P进入位于第一基板110与第二基板120之间的区域而影响有机发光二极管140的作动，一玻璃胶130（glass fritsealing）通常连结于其间。在此类型的有机发光二极管显示装置生产过程中，首先需要进入高温环境（450°C-500°C）进行烘烤，再借由激光设备硬化玻璃胶130。然而，因激光设备成本昂贵，无法同时利用多个激光设备进行加工，生产量无法提高。
发明内容
有鉴于此，本发明的一目的在于提供一种可有效避免氧气与水气进入的有机发光二极管显示装置。另外，本发明的另一目的在于提供一种以较低生产成本制造的有机发光二极管显示装置。
为达到上述目的，本发明提供一种有机发光二极管显示装置，包括：一第一基板、一第二基板、一第一微结构层、一第二微结构层以及一有机发光二极管。第二基板面对第一基板。有机发光二极管设置于第二基板上。第一微结构层位于第一、二基板之间且包括多个第一突起相对于该第一基板的外围区。第二微结构层包括多个第二突起，其中第二突起与第一突起交错排列。
在上述较佳实施例中，外部的环境物质是经由形成于第一突起与第二突起之间的缝隙进入第一突起所环绕的区域。
在上述较佳实施例中，第一、二突起分别朝远离第一、二基板的方向突出且逐渐变细，亦即第一、二突起越接近第一、二基板的截面面积会大于远离第一、二基板方向的截面面积。且外部的环境物质系依序沿着第一突起与第二突起的外壁面进入第一突起所环绕的区域。一锐角夹设于第一突起的侧面与其底面之间，且锐角小于70度。另一方面，一锐角夹设于第二突起的侧面与其底面之间，且锐角小于70度。
在上述较佳实施例中，第一突起与第二突起的最大宽度介于5μm至25μm之间。相邻第一突起之间的间距介于10μm至30μm之间。相邻第二突起之间的间距介于10μm至30μm之间。
在上述较佳实施例中，有机发光二极管显示装置还包括一保护层形成于第二微结构层与有机发光二极管之上。
在上述较佳实施例中，有机发光二极管显示装置还包括一封装胶连结于第一基板与第二基板之间，其中第一基板的外围区位于封装胶的内侧。具体而言，第一基板的外围区包括自封装胶连结第一基板的位置向内延伸一既定距离的范围，其中该既定距离介于0.5cm至1cm之间。
在上述较佳实施例中，有机发光二极管显示装置还包括多个有机发光二极管以及一彩色滤光片，且第二微结构层还包括多个像素定义区受第二突起所环绕，其中有机发光二极管设置于像素定义区中，彩色滤光片相对像素定义区设置于第一基板。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：
图1显示已知技术的有机发光二极管显示装置的剖面图；
图2显示本发明的较佳实施例的有机发光二极管显示装置的剖面图；
图3A、3B显示本发明的较佳实施例的第一基板、彩色滤光片、第一微结构层的制造流程图；
图4A、4B、4C显示本发明的较佳实施例的第二基板、第二微结构层、有机发光二极管以及保护层的制造流程图；
图5A显示自图2的有机发光二极管显示装置内部朝第一基板方向观看的俯视图；
图5B显示自图2的有机发光二极管显示装置内部朝第二基板方向观看的俯视图；
图6显示另一实施例的有机发光二极管显示装置内部朝第二基板方向观看的俯视图；
图7显示本发明的较佳实施例的有机发光二极管显示装置的封装过程示意图；以及
图8显示本发明的较佳实施例的有机发光二极管显示装置的示意图。
主要元件符号说明：
1~有机发光二极管显示装置；
3、5~喷嘴；
7~设备；
10~第一基板；
11~侧边；
15~封装胶；
20~彩色滤光片；
30~第一微结构层；
31~覆盖层；
33~第一突起；
40~第二基板；
41~侧边；
50~第二微结构层；
51~像素定义层；
53~第二突起；
55~像素定义区；
60~有机发光二极管；
61~第一电极；
63~发光层；
65~第二电极；
70~保护层；
90~填充材；
110~第一基板；
120~第二基板；
130~玻璃胶；
140~有机发光二极管；
AA~显示区；
EA~外围区；
α1、α2~锐角；
H1、H2~高度；
I~既定方向；
P~环境物质；
P1、P2~间距；
W1、W2~宽度；
UV~紫外光。
具体实施方式
请参阅图2，图2显示本发明的较佳实施例的有机发光二极管显示装置1的元件分解图。本发明的较佳实施例的有机发光二极管显示装置1包括一第一基板10、一封装胶15、一彩色滤光片20、一第一微结构层30、一第二基板40、一第二微结构层50、多个有机发光二极管60以及一保护层70。
第一基板10为一透明玻璃板，具有一显示区AA以及一围绕显示区AA的外围区EA。封装胶15相邻第一基板10的侧边11连结于第一基板10与第二基板20之间，其中第一基板10的外围区EA位于封装胶15的内侧。具体而言，第一基板10的外围区EA包括自封装胶15连结第一基板10的位置向内延伸一既定距离的范围。在一具体实施例中，该既定距离介于0.5cm至1cm之间。封装胶15可由环氧化合物（Epoxy）或硅酮基底（silicon base）等具有低水氧穿透性的材料所组成。较佳的，封装胶15的水氧穿透速率(Water/Oxygen VaporTransmission Rate,WVTR/OTR)系小于20公克/平方公尺-天。
彩色滤光片20设置于第一基板10的内侧面的显示区AA上。第一微结构层30覆盖于彩色滤光片20上，包括一覆盖层31（overcoat layer）以及多个第一突起33，其中第一突起33相对于第一基板10的外围区EA形成于覆盖层31的表面。详而言之，第一突起33朝远离第一基板10的方向自覆盖层31突出一高度H1，且由于第一突起33具有逐渐变细型态，故一锐角α1夹设于第一突起33的侧面与其底面之间。在一具体实施例中，高度H1介于1.5μm至7μm之间，且锐角α1小于70度。关于第一突起33的宽度以及排列方式将于图5A的说明当中详述。
本实施例中，彩色滤光片20用于转换有机发光二极管60所产生的光线的颜色。然而，于另一实施例中，当有机发光二极管产生三原色或其他颜色光时，第一基板可仅为素玻璃(图未示)，而无需加上彩色滤光片。
第二基板40为一面对第一基板10的透明玻璃板。第二微结构层50形成于第二基板40内表面，其中第二微结构层50包括多个第二突起53以及多个像素定义区55（为简化图式，图2仅显示一个像素定义区55）。
第二突起53相对于相邻二个第一突起33之间的间隔形成于第二微结构层50的像素定义层51，其中第二突起53与第一突起33交错排列。整体观之，第一突起33与第二突起53皆设置于外围区EA。第二突起53朝远离第二基板40的方向突出一高度H2，且具有逐渐变细型态，因此一锐角α2形成于第二突起53的侧面与其底面之间。在一具体实施例中，高度H2介于1.5μm至7μm之间，且锐角α2小于70度。于此实施例中，高度H1等于高度H2，但于其他实施例中，高度H1可大于或小于高度H2，只要H1和H2可互相搭配即可。
像素定义区55相对于显示区AA形成于第二微结构层50当中，每一有机发光二极管60设置于一像素定义区55当中。整体观之，彩色滤光片20相对像素定义区55以及有机发光二极管60设置于第一基板10。有机发光二极管60包括一第一电极61、一发光层63以及一第二电极65，借由第一电极61以及第二电极65之间的电位差，发光层63内的物质产生反应而发出白光，但并不限制于此。于其他实施例中，有机发光二极管层20可产生红色、蓝色和绿色的原色光或可产生其他颜色的有机发光二极管层。保护层70铺设于第二微结构层50以及有机发光二极管60之上，保护层70可由SiNx、SiO2或Al2O3、ZrO2、ZnO、HfO2等多种膜层组合。
本发明较佳实施例的有机发光二极管显示装置1的制造方式说明如下：
请参照图3A、3B。首先如图3A所示，提供一第一基板10，形成一彩色滤光片20于其上，并形成一覆盖层31于彩色滤光片20上。接着，如图3B所示，利用半色调黄光制程（Half tone photolithography process）或其他制程以蚀刻方式或是叠加方式形成第一微结构层30，第一微结构层30具有多个个第一突起33于覆盖层31上，其中第一突起33与有机发光二极管层20上的覆盖层31的上表面位于不同水平面。
请参照图4A、4B、4C。另一方面，如图4A所示，提供一第二基板40，形成一第一电极61于其上，并形成一像素定义层51于第一电极61上。接着，如图4B所示，利用半色调黄光制程（Half tone photolithography process），形成多个第二突起53以及多个受第二突起53所环绕的像素定义区55，其中第二突起53与像素定义层51的上表面位于不同水平面，但亦可视设计需求令第二突起53与像素定义层51的上表面位于相同水平面，只要第一突起33的高度与位置可与第二突起53相互配合即可。并且，如图4C所示，形成有机发光二极管60于像素定义区55中，并利用低温CVD或ALD沉积多层保护层70，以覆盖有机发光二极管60以及第二突起53。
请参照图5A、5B图，图5A、5B分别显示自有机发光二极管显示装置1内部朝第一基板10、第二基板40方向观看的俯视图。在第一基板10上完成上述图3A、3B所显示的步骤后，如图5A所示，多个第一突起33排列于彩色滤光片20的外围区域，且相邻二个第一突起33的底部之间具有一间距P1，其中第一突起33底部的最大宽度W1系介于5μm至25μm之间。相似的，在第二基板10上完成上述图4A、4B、4C所显示的步骤后，如图5B所示，多个第二突起53排列于有机发光二极管60的外围区域，且相邻二个第二突起53的底部之间具有一间距P2，其中第二突起53底部的最大宽度W2系介于5μm至25μm之间。
第一突起33与第二突起53的相对关系进一步说明如下。请同时参照图5A、5B，在此实施例中，第一突起33以及第二突起53分别在垂直方向（X方向）上排列成多列，且第一突起33与第二突起53在水平方向（Y方向）上交错排列，但并不限制于此。请参照图6，图6显示另一实施例的有机发光二极管显示装置面向第二基板观看的俯视图。为方便说明，在图6中第一突起33以虚线显示。在图6所示的实施例中，第一突起33以及第二突起53分别在垂直方向（X方向）上排列成多列，且第一突起33与第二突起53在一既定方向I上交错排列，其中既定方向I位于垂直方向（X方向）与水平方向（Y方向）之间。在此实施例中，既定方向I与水平方向（Y方向）之间的夹角为45度，但并不限制于此。既定方向I与水平方向（Y方向）之间的夹角可依需求调整。
值得注意的是，在此实施例中，第一突起33以及第二突起53的截面虽然皆为圆形，但并不限制于此。在一些未图式的实施例当中，第一突起以及第二突起的截面可为梯形、棱形、多边形、十字形或上述形状的组合。另一方面，为避免第一突起与第二突起产生干涉，第一突起的最大宽度W1系小于相邻二个第二突起之间的间距P2，且第二突起W2的最大宽度系小于相邻二个第一突起之间的间距P1。
请参照图7，在结合第一基板10与第二基板40之前，封装胶15利用喷嘴5相邻于第二基板40的侧边41涂布于第二基板40上，并且利用喷嘴3以ODF（one drop filling）制程滴入填充材90于封装胶15所围绕的区域当中。接着，如图8所示般，利用精密定位的方式（例如：CCD fine alignment）结合第一基板10以及第二基板40，使第一突起33位于相邻二个第二突起53之间的间隔当中，并利用设备7所产生的紫外光UV，以固化填充材90。于其他实施例中，填充材90亦可采用其他类型材料，而无需UV固化。如此一来，来自外部的环境物质P必须依序穿过封装胶15以及第一突起33与第二突起53之间所形成的缝隙后才有机会进入有机发光二极管显示装置1内部，其中第一突起33与第二突起53之间所形成的缝隙并非直接指向有机发光二极管60，且此缝隙又受填充材90所填补，借此延长水气进入路径以有效阻绝外部水气或氧气进入。
整体观之，自有机发光二极管显示装置1最外侧朝显示区AA的方向上，有机发光二极管显示装置1包括多个第一突起33以及多个第二突起53，其中第一突起33或第二突起53之一系相邻有机发光二极管显示装置1的最外侧，且第一突起33或第二突起53之一系相邻显示区AA。
本发明的有机发光二极管显示装置借由特殊的微结构设计以阻挡外部的环境物质进入内部，进而达到高阻水性、高阻氧气性的封装要求。并且，在无需投资高成本的激光封装设备的情况下，成功降低有机发光二极管显示装置的水氧穿透速率。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (12)
1.一种有机发光二极管显示装置，包括：
一第一基板；
一第二基板，面对该第一基板；
一有机发光二极管，设置于该第二基板上；
一第一微结构层，位于该第一、二基板之间，且包括多个第一突起，所述多个第一突起相对于该第一基板的外围区；以及
一第二微结构层，包括多个第二突起，其中所述第二突起与所述第一突起交错排列。
2.如权利要求1所述的有机发光二极管显示装置，其特征在于，所述第一、二突起分别朝远离该第一、二基板的方向突出且逐渐变细。
3.如权利要求2所述的有机发光二极管显示装置，其特征在于，一锐角夹设于所述第一突起的侧面与底面之间，该锐角小于70度。
4.如权利要求2所述的有机发光二极管显示装置，其特征在于，一锐角夹设于该第二突起的侧面与底面之间，该锐角小于70度。
5.如权利要求1所述的有机发光二极管显示装置，其特征在于，所述第一突起与所述第二突起的最大宽度介于5μm至25μm之间。
6.如权利要求1所述的有机发光二极管显示装置，其特征在于，相邻第一突起之间的间距介于10μm至30μm之间，且相邻第二突起之间的间距介于10μm至30μm之间。
7.如权利要求1所述的有机发光二极管显示装置，还包括一保护层，形成于该第二微结构之上。
8.如权利要求1所述的有机发光二极管显示装置，其特征在于，所述第一突起和第二突起的高度介于1.5μm至7μm之间。
9.如权利要求1所述的有机发光二极管显示装置，还包括一封装胶，连结于该第一基板与该第二基板之间，其中该第一基板的外围区位于该封装胶的内侧。
10.如权利要求9所述的有机发光二极管显示装置，其特征在于，该第一基板的外围区包括自该封装胶连结该第一基板的位置向内延伸一既定距离的范围，其中该既定距离介于0.5cm至1cm之间。
11.如权利要求1所述的有机发光二极管显示装置，还包括多个有机发光二极管，且该第二微结构层还包括多个像素定义区受所述第二突起所环绕，其中所述有机发光二极管设置于所述像素定义区中。
12.如权利要求11所述的有机发光二极管显示装置，还包括一彩色滤光片，相对所述像素定义区设置于该第一基板。
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